Разборы аварий и катастроф
Сегодня, 07.12.2023, примерно в 8:30 местного времени (+5 к Москве, +8 к Гринвичу) в Улан-Удэ взлетел грузовой самолёт Ту-204С авиакомпании «Авиастар-Ту». Внезапно рассветное небо рассекает огненный факел из левого двигателя, однако самолёту это, кажется, нипочём — он продолжает лететь. Спустя секунды он прекращает набор высоты, но пламя пока стелется, шлейф такой, что тянется аж за хвостом.
Вот лисий хвост распадается на отдельные вспышки и совсем гаснет... Через несколько минут, в 8:35, грузовик благополучно приземляется в аэропорту вылета.
Что произошло и какую это могло нести опасность?
— — — — — — —
Автор убеждён, что чтобы обсуждать то, как техника ломается — нужно знать, как работает исправная. Поэтому основная тематика канала — именно изучение транспортной и энергетической техники. О рельсовом транспорте есть простой раздел «Рельсовые зарисовки» и сложный «Труженик электродвигатель», об авиационном — разделы по общим темам, по двигателям и подробный по Ту-154. Много на чём из перечисленного автор работал сам. И разбор любого происшествия начинается с основ.
— — — — — — —
1. Самолёт и двигатели
Ту-204СЕ RA-64024 выпущен 26 июня 2003 года — чуть больше 20 лет назад, оснащён отечественными двигателями ПС-90А пермского производства. Кажется, что машина старая, но это не так: Ту-204С назначен ресурс 45 тысяч лётных часов или 12 тысяч посадок, смотря что наступит раньше. На 05.01.2011, спустя 7,5 лет эксплуатации, он налетал 9,6 тыс. часов, совершил 3302 посадки.
Более свежих данных нет, но если пересчитать эти цифры, то на сегодняшний день лайнер должен был налетать порядка 25 тысяч часов и 9 тыс. посадок. И это ещё — если не учитывать смутные времена 2020-2021 гг. и далее. По меркам обычного человека, работающего с 18 до 65 лет, самолёту сейчас лет 45...
Но какого бы ни был возраста самолёт — от календаря мало что зависит. Любое воздушное судно, входящее в государственный реестр, обязано иметь сертификат лётной годности (СЛГ), который не будет выдан без выполнения обслуживания и ремонта строго согласно документации производителя. Сюда входят и планово-предупредительные замены смазок, расходных материалов, и контроль фактического состояния вплоть до ультразвуковой и рентгеноскопии ответственных узлов. СЛГ этого борта действует до 2033 года.
Иными словами, нельзя сказать "самолёт старый" ни с точки зрения конкретной машины, ни с точки зрения порядка содержания авиатехники в целом. Нельзя это сказать и о двигателях. За свой жизненный цикл каждый самолёт переживает несколько замен двигателей. В прошлом веке ресурс самолёта в десятки раз превышал ресурс двигателей — например, у знаменитого Ту-104 первоначально ресурс планера составлял несколько тысяч часов, а двигателей — всего 200 ч. Потом, по мере накопления опыта эксплуатации и по мере доработок, двигателю подняли ресурс до 500 часов (модификация РД-3М-500), а позже ещё больше.
Сейчас у некоторых двигателей, в том числе и свежих модификаций ПС-90, вообще нет понятия межремонтного ресурса — ресурс назначается отдельно для каждого модуля, которые меняются прямо в эксплуатации, даже без снятия двигателя с крыла. Выработала ресурс турбина высокого давления? Снимается выходное устройство, потом турбина низкого давления, заменяется турбина высокого давления, остальные узлы ставятся обратно. Побило градом вентилятор? Заменяется только вентилятор. И всё — строго по регламенту, по часам и состоянию.
Правда, ПС-90 — сам по себе двигатель не особо удачный, с тянущей родословную из 1950-х годов, уже на тот момент устаревшей конструкцией. Об этом кратко рассказано в статьях 14 и 16:
Пусть он и значительно доработан, в частности, убран межвальный подшипник — но груз дремучей конструкции на нём висит... Сейчас получает путёвку в небо ПД-14, более современная по конструкции смена ПС-90. В сегменте двигателей тягой от 10 до 20 тонн был ещё один игрок, весьма перспективный — НК-56, но он пал жертвой закулисной борьбы в смутные времена 1980-1990 гг.:
Хоть и бытует мнение, что удельные характеристики НК-56 слабоваты — это всё верно лишь отчасти. Двигатель только создавался, причём на базе очень удачного образца — НК-32 для Ту-160. Серийный выпуск и доводка на основании опыта эксплуатации подняли бы характеристики, но история не знает сослагательного наклонения...
2. Аэропорт и условия
Улан-Удэ — горный аэропорт, зажатый среди гор (пусть и не очень высоких) Восточного Саяна. Высота контрольной точки аэродрома (КТА) над уровнем моря — 517,9 метра. В жару, когда реактивные двигатели задыхаются в горячем воздухе, взлёт с такого аэродрома может представлять сложность. Любой самолёт рассчитывается так, чтобы при отказе одного двигателя в наихудших условиях (высокогорный аэродром, жара) продолжить взлёт при отказе одного двигателя. В таких условиях ставятся ограничения по взлётной массе, по минимальной длине взлётно-посадочной полосы.
Однако погода в Улан-Удэ утром была для самолёта весьма комфортной: давление 699 мм рт. ст., температура —17 °С. Плюс длина ВПП — аж 3400 м, довольно редкой длины полоса. Бо́льшей длины по́лосы лишь в московских портах, новосибирском аэропорту Толмачёво и ещё в нескольких местах России. В таких условиях не существует никаких ограничений — можно загружать самолёт до максимальной взлётной массы. Плюс можно взлетать на номинале — то есть не использовать кратковременно допустимый взлётный режим работы двигателей, а ограничиться максимальным продолжительным (номинальным), что уменьшает износ двигателей и снижает вероятность отказа.
Птицы на рассвете, как правило, не летают, так что отказ двигателя из-за попадания птицы маловероятен.
3. Опасен ли пожар двигателя?
Пожары бывают разными. Не всегда даже срабатывание сигнализации пожара говорит о том, что под капотом мотогондолы бушует пламя — иногда к срабатыванию датчиков приводит утечка горячего воздуха из трубопроводов обогрева и отбора на кондиционирование. Ситуация опасная, но при правильных действиях не катастрофическая.
Здесь же пожар явный, судя по цвету (ярко-жёлтое) и интенсивности пламени, горит не металл и не масло, горит именно топливо. Такое бывает по ряду причин, чаще всего — при разрушении компрессора. Дальше события развиваются по двум сценариям.
Первый. Осколки компрессора повреждают топливную аппаратуру и начинается пожар в мотогондоле, он поддерживается поступающим из топливной системы самолёта керосином даже после полного разрушения или остановки двигателя. Прекращается такой пожар лишь после перекрытия пожарного топливного крана, если же он разрушен осколками двигателя — то после выключения топливных насосов, и то не факт.
Второй. Топливная аппаратура, установленная на оболочке двигателя и на самолёте, не повреждается, но двигатель, потеряв изрядную долю производительности компрессора, уходит в помпаж — компрессор перестаёт подавать нужное количество воздуха. Естественно, процесс горения сильно замедляется, горение не успевает закончиться в камере сгорания, пламя «выходит» в турбину и дальше. Продолжается такой пожар ровно до тех пор, пока не развалится турбина либо двигатель не будет выключен.
Оба варианта опасны не пожаром двигателя как таковым, а нагревом окружающей двигатель конструкции самолёта. Алюминиевые сплавы, из которых изготавливаются большинство самолётов, жаростойкостью не отличаются, «плывут» от нагрева до нескольких сотен градусов, кроме того, в крыле — совсем рядом с горящим двигателем — находится топливо. Плюс опасен разлёт осколков двигателя, мо́гущий повредить что-то важное (трубопроводы гидросистем, например).
Конструкция и производство самолёта показаны в одной из статей о потере Ил-112:
Любой прогар кессон-бака приведёт к развитию пожара, потушить который будет невозможно и который легко может окончиться взрывом крыла. Именно из-за взрыва топлива в крыле был потерян Ту-95МС в 2015 году — правда, взрыв произошёл не из-за пожара двигателя.
Однако в сегодняшнем полёте пожар был не особо интенсивен и довольно быстро потушен. 10 февраля 2016 года пожар приключился с одним из двигателей российского Боинга 777 в Доминикане, но тоже был потушен, самолёт точно так же благополучно вернулся в аэропорт вылета. Иными словами, событие не является из ряда вон выходящим, ни «эксклюзивным» для нашей авиатехники. Разрушаются и горят двигатели у всех самолётов, и далеко не всё зависит от профессионализма экипажа — если случайный осколок компрессора перебьёт проводку управления пожарным краном или срежет сам пожарный кран, то шансов на успешное тушение будет мало...
Вывод
Сегодня удачно сложились благоприятные метеоусловия, картина отказа двигателя и качественная работа экипажа — итогом стало удачное завершение полёта. Подобные происшествия случаются регулярно, но благодаря работе исследователей и конструкторов к минимуму сведены и вероятность отказа, и катастрофические последствия отказа. К нулю их свести невозможно, сама суть полёта в тонкостенной дюралевой (иногда — композитной) трубе в стратосфере за счёт вращения тонких как бритва лопаток на скорости в тысячи и десятки тысяч оборотов в минуту — опасность.
Чем выше будет профессионализм каждого из нас — тем выше вероятность удачного завершения каждого полёта, пусть и с отказом. Ибо авиация — одна из вершин общества, и любой сбой в обществе качает эту вершину. Может, именно ваших сил не хватает для доводки ПД-14?.. А что конкретно случилось с двигателем RA-64024 — покажет расследование. Но к его окончанию большинство о происшествии и не вспомнит...
Если вам интересна тема транспортной техники и техники вообще — вы можете подписаться на канал и закрепить его, а просмотр Дзена начинать не с главной страницы, а со страницы подписок:
Также за обновлениями канала можно следить в нашей общей Телеграм-группе, её ведут только профессионалы — машинист, авиапромышленник, инженер-испытатель и др.:
Свежие публикации:
Метро и горнолыжная канатка Алматы. Азия-23, часть 4
Былые секреты советской ПВО — памятки по Як-28
Эволюция ездового быка, часть 5 — ВЛ80С, ВЛ80ТК и ЧС4Т
— — — — — — —